[发明专利]一种微粒直径的测量方法

摘要

一种测量微粒直径的方法，利用多相机系统对单色光源照明下微粒进行同时同场拍摄，通过配对出的不同相机图像中的同一微粒像的灰度值总和建立微粒散射光通量与其半径之间二次函数方程组，并利用求解出的关系式实现全场微粒粒径的测量。本发明使用单波长照明光源，适用于各种折射率的微粒以及相机布置情况，测量精度高；采用多相机同时同场拍摄，并通过粒子像对的配对实时实现微粒粒径计算函数的标定，无需知道被测微粒的折射率，无需利用标准粒径的微粒进行系统参数的标定工作，能够更加快速、简便的实现微粒粒径分布的测量。本发明克服了现有技术中的不足和缺陷，具有实质性特点和显著进步。

主权项

一种微粒直径的测量方法，其特征在于：包括以下步骤， （1）分别设定以下各个测量参数，使得所述同一微粒在不同相机同时拍摄的图像中，微粒散射光通量Φ与微粒半径r之间的二次函数关系表达式Φ=Ar2+Br+C系数不同， 设定单色光源的波长、至少两台拍摄相机、拍摄时的不同相机照明光源与相机光轴的之间夹角即前向角θ的大小、不同相机镜头到拍摄位置的距离L以及微粒散射光通量Φ与微粒半径r之间的二次函数关系表达式Φ=Ar2+Br+C的形式； （2）利用所述单色光源形成的片光对待测微粒进行照明，选定的相机同时进行待测微粒拍摄以获得待测微粒在不同相机中的图像，并将所述图像输入计算机进行处理； （3）对不同相机图像中的同一微粒进行配对，并建立所述配对微粒的微粒半径r与微粒像灰度值总和G之间的方程组集合； （4）根据残差最小的原则选择数值最优化算法，并利用计算机对步骤（3）中获得的方程组集合进行数值求解，确定同一相机中的微粒半径与微粒像灰度值总和方程组中二次函数的系数值大小； （5）任意选取一幅待测微粒图像，识别出微粒图像中全部微粒，并分别确定每个微粒的在选定图像中的微粒像点的灰度值总和，由于同一相机在同一瞬间拍摄到的微粒像，微粒像灰度值总和G与所述微粒半径r之间具有相同的二次函数关系，将步骤（4）获得的二次函数的系数值大小以及所述微粒像点的灰度值总和代入该微粒在选定图像中微粒半径与微粒像灰度值总和二次函数表达式中，分别计算出所有微粒的半径。